Manual de Prácticas de Control Digital

INSTITUTO TECNOLÓGICO SUPERIOR

INSTITUTO TECNOLÓGICO SUPERIOR

de la Región de los Llanos

de la Región de los Llanos

CUADERNO DE PRÁCTICAS DE

CUADERNO DE PRÁCTICAS DE

LABO

LABORAT

RATORIO

ORIO PA

PARA LA ASIGN

RA LA ASIGNAT

ATURA DE

URA DE

“CONTROL

“CONTROL DIGITA

DIGITAL”

L”

MA

MATERIA

TERIAL INTEGRADO!

L INTEGRADO! RECOPILADO O

RECOPILADO O ELABORADO" POR#

ELABORADO" POR#

ING$ %ESUS LEONEL ARCE &ALDE'

ING$ %ESUS LEONEL ARCE &ALDE'

Cd. Guadalupe Victoria, Dgo.,

C 

C 

ONTENIDO 

ONTENIDO 

Página Página P

Prreeffaacciioo 11

Práctica

Práctica No. No. 1 1 Mue!treadore! Mue!treadore! " " retenedore! retenedore! ## P

Prrááccttiicca a NNoo. . 22  CCoonn$$eerrttiiddoor r aannaall%%ggiicco o ddiiggiittaal l ddii!!ccrreettoo 1100 P

Prrááccttiicca a NNoo. . ##  CCoonn$$eerrttiiddoor r aannaall%%ggiicco o ddiiggiittaal l iinntteeggrraaddoo 1&1& P

Prrááccttiicca a NNoo. . ''  CCoonn$$eerrttiiddoor r ddiiggiittaal l aannaall%%ggiicco o iinntteeggrraaddoo 2(2( P

Prrááccttiicca a NNoo. . &&  CCoonn$$eerrttiiddoor r aannaall%%ggiicco o ddiiggiittaal l ccoon n rreettrrooaallii))eennttaaccii%%nn ##11 P

Prrááccttiicca a NNoo. . ((  CCoonnttaaddoor r iinnffllaarrrroo**oo ##(( Práctica

Práctica No. No. + + Motore! Motore! a a pa!o! pa!o! '2'2 

oorr))aatto o ppaarra a lla a eellaa--oorraaccii%%n n dde e pprrááccttiiccaa!! ''&& 

P(e)a*io

P(e)a*io

n el la-oratorio de Control Digital !e plantea reali/ar la co)pro-aci%n de lo! n el la-oratorio de Control Digital !e plantea reali/ar la co)pro-aci%n de lo! con

conceptcepto! )á! o! )á! relrele$ae$antente! ! de la de la digdigitaitali/li/aciaci%n de %n de !e!ealeale! ! analanal%gi%gica!. !tca!. !tee proce!o e! indi!pen!a-le para poder reali/ar el control de lo! !i!te)a! a tra$! de proce!o e! indi!pen!a-le para poder reali/ar el control de lo! !i!te)a! a tra$! de !i!te)a! digitale! o co)putadora!.

!i!te)a! digitale! o co)putadora!.

Para lograr e!to !e reuieren # proce!o! ue !on el )ue!treo, la retenci%n " la Para lograr e!to !e reuieren # proce!o! ue !on el )ue!treo, la retenci%n " la cuanti/aci%n lo! cuale! !on i)ple)entado! práctica)ente para poder anali/ar lo! cuanti/aci%n lo! cuale! !on i)ple)entado! práctica)ente para poder anali/ar lo! pa

parárá)e)etrtro! o! de de fufuncincionaona)i)ienento to )á)á! ! rereprpre!e!enentatatiti$o$o! ! de de la la didi!c!creretiti/ac/aci%i%n n dede !eale!.

!eale!.

Otro de lo! ele)ento! i)portante! en el proce!o de control e! la adui!ici%n de Otro de lo! ele)ento! i)portante! en el proce!o de control e! la adui!ici%n de dato! a tra$! de con$ertidore! anal%gico! a digitale! " con$ertidore! digitale! a dato! a tra$! de con$ertidore! anal%gico! a digitale! " con$ertidore! digitale! a anal%gico!, tanto di!creto! co)o integrado! "a ue !on la interfa/ directa entre el anal%gico!, tanto di!creto! co)o integrado! "a ue !on la interfa/ directa entre el )undo real, -á!ica)ente anal%gico, " el !i!te)a de control, -á!ica)ente digital. )undo real, -á!ica)ente anal%gico, " el !i!te)a de control, -á!ica)ente digital. in

inal)al)entente e e! e! necnece!are!ario io intintegregrar ar lo! lo! difdifereerentente! ! proproce!ce!o! o! en en la la reareali/li/aciaci%n %n dede !i

!i!t!te)e)a! a! de de cocontntrorol l de de didi!p!po!o!ititi$i$o! o! de de didi$e$er!r!o! o! titipopo! ! papara ra coco)p)proro-a-ar r elel funciona)iento de la! diferente! parte! ue co)ponen a un !i!te)a de control funciona)iento de la! diferente! parte! ue co)ponen a un !i!te)a de control digital.

PRACTICA

PRACTICA No. 1:

PRACTICA No. 1:

MUESTREADORES Y RETENEDORES 

MUESTREADORES Y RETENEDORES 

1. I 

1. I 

NTRODUCCIÓN 

NTRODUCCIÓN 

n e!ta práctica !e e)pe/ara a tratar con lo! concepto! del )ue!treo " retenci%n de una n e!ta práctica !e e)pe/ara a tratar con lo! concepto! del )ue!treo " retenci%n de una !eal con la finalidad de ir entendiendo dic3o! concepto! en una )anera práctica.

!eal con la finalidad de ir entendiendo dic3o! concepto! en una )anera práctica.

n e!ta oca!i%n el alu)no puede o-!er$ar de )anera clara el proce!o de )ue!trear un n e!ta oca!i%n el alu)no puede o-!er$ar de )anera clara el proce!o de )ue!trear un !eal " a !u $e/ de!pu! de un tie)po de retenci%n recon!truir la !eal, e!to! principio! !on !eal " a !u $e/ de!pu! de un tie)po de retenci%n recon!truir la !eal, e!to! principio! !on la -a!e para po!terior)ente poder

la -a!e para po!terior)ente poder reali/ar controle! digitale! co)pleto!.reali/ar controle! digitale! co)pleto!.

2. O 

2. O 

BJETIVO (COMPETENCIA)

BJETIVO (COMPETENCIA)

•

• l l alualu)no )no i)pi)ple)le)ententará ará un un di!pdi!po!ito!iti$o i$o de de )ue)ue!tr!treo eo " " un un di!di!po!ipo!iti$ti$o o dede

retenci%n para

retenci%n para co)pro-ar 2 de lo! co)pro-ar 2 de lo! proce!o! e)pleado! en la di!crproce!o! e)pleado! en la di!creti/aci%neti/aci%n de !eale! anal%gica!.

de !eale! anal%gica!.

•

• l alu)no anali/ará la! $ariacione! ue !e producen en a)-o! proce!o! all alu)no anali/ará la! $ariacione! ue !e producen en a)-o! proce!o! al

ca)-iar lo! pará)etro! del !i!te)a " la! !eale! de entrada. ca)-iar lo! pará)etro! del !i!te)a " la! !eale! de entrada.

3. F 

3. F 

UNDAMENTO 

UNDAMENTO 

n

n lolo! ! !i!i!t!te)e)a! a! didi!cr!creteto!o!, , en en lolo! ! !i!i!t!te)e)a! a! de de dadatoto! ! )u)ue!e!trtreaeadodo! ! " " en en lolo!! !i

!i!t!te)e)a! a! de de cocontntrorol l didigigitatal, l, por por lo lo gegenerneral al ununa a o o $a$ariria! a! de de lala! ! !e!ealale! e! uuee inter

inter$ienen en $ienen en el proce!o !on el proce!o !on !eal!eale! e! anal%anal%gica! ue gica! ue de-en !er tran!for)ade-en !er tran!for)ada! ada! a !eale! di!creta! para poder !er e)pleada! de for)a adecuada dentro de e!te !eale! di!creta! para poder !er e)pleada! de for)a adecuada dentro de e!te tipo de !i!te)a!. Para lograr la di!creti/aci%n de la! !eale!, !e de-e aplicar  tipo de !i!te)a!. Para lograr la di!creti/aci%n de la! !eale!, !e de-e aplicar  pri)e

pri)ero el ro el proceproce!o de !o de )ue!tr)ue!treo " eo " o-teneo-tener a!4 r a!4 una !eal for)ada 5nica)entuna !eal for)ada 5nica)ente por e por  la! )ue!tra! di!creta! en tie)po de la !eal anal%gica.

la! )ue!tra! di!creta! en tie)po de la !eal anal%gica.

l proce!o de )ue!treo puede repre!entar!e a tra$! de un !6itc3 ue !e cierra l proce!o de )ue!treo puede repre!entar!e a tra$! de un !6itc3 ue !e cierra cada t 7 89 !egundo! durante un tie)po de )ue!treo :p;, la entrada de e!te cada t 7 89 !egundo! durante un tie)po de )ue!treo :p;, la entrada de e!te !6itc3 e! una !eal anal%gica " la !alida e! una !eal )ue!treada co)o !e !6itc3 e! una !eal anal%gica " la !alida e! una !eal )ue!treada co)o !e )ue!tra en la figura 1.1.

igura 1.1

Otra for)a de repre!entar al proce!o de )ue!treo e! a tra$! de un )odulador  en a)plitud, ue reali/a el producto de un tren de i)pul!o! unitario! di!creto! generado! en lo! in!tante! 89  " la !eal anal%gica ue !e de!ea )ue!trear, o-tenindo!e co)o producto lo! )i!)o! pul!o! di!creto! pero )odulado! en a)plitud por la !eal de entrada, a e!ta !alida !e le deno)ina la !eal )ue!treada, tal " co)o !e )ue!tra en la figura 1.2.

<a operaci%n ue reali/a el )odulador puede repre!entar!e )ate)ática)ente a tra$! del producto del tren de i)pul!o! unitario! " la !eal anal%gica de entrada dando co)o re!ultado la !iguiente e=pre!i%n ue define a la !eal )ue!treada. A partir de ella !e deri$a la tran!for)ada >.

∞

 x_* (t ) =

∑

 z 

igura 1.2

Otro di!po!iti$o e)pleado en la digitali/aci%n de la! !eale! anal%gica! para utili/arla! en lo! !i!te)a! de dato! )ue!treado!, e! el retenedor, el cual tiene la funci%n de recon!truir la !eal )ue!treada a partir de lo! $alore! de la!

)ue!tra! generada! por el )ue!treador, e)pleando para ello, polino)io! de diferente! grado!. ntre lo! )á! e)pleado! e!tán lo! retenedore! de orden cero " de pri)er orden.

n la fig. 1.# !e repre!enta un retenedor de orden cero.

igura 1.#

n e!ta práctica !e i)ple)entarán 2 circuito!, ue reali/an la! funcione! de )ue!treo " retenci%n re!pecti$a)ente e)pleando circuito! anal%gico!, co)puerta! digitale! " a)plificadore! operacionale!, 3aciendo la anotaci%n de ue en lo! !i!te)a! de control digital e!ta! funcione! !e reali/an a tra$! de lo! con$ertidore! anal%gico digitale! ue contienen de )anera intr4n!eca a dic3a! funcione! de )ue!treo " retenci%n :?@, ?a)ple and old;.

4. P 

ROCEDIMIENTO (DESCRIPCIÓN)

4.1 E 

QUIPO NECESARIO 

1 C.B. <M&&& 1 C.B. <M+'1

1 C.B. CD'01( :CMO?; ?6itc3 idireccional. 1 C.B. CD'0( :CMO?; Bn$er!or <%gico. 2 Ee!i!tencia! de 100 F a  H. 1 Ee!i!tencia de 0.2+ 8 F a  H. 1 Ee!i!tencia de 1 8 F a  H. 1 Ee!i!tencia de 2.2 8 F a  H. 1 Potenci%)etro de &0 8 F. 1 Capacitor de 2.2 n. 1 Capacitor de 1 n. 1 Capacitor de 0.1 I.

2 Capacitore! de 100u electrol4tico!. 1 uente ipolar.

1 Generador de funcione!. 1 O!cilo!copio.

4.2 M 

 ATERIAL DE APOYO 

?i)uladore! de circuito! electr%nico!.

4.3 D

ESARROLLO DE LA PRCTICA

Desa((ollo$

1. l circuito de la figura 1.' reali/a la operaci%n de )ue!treo !o-re la !eal Ve :t; " genera una !eal )ue!treada

VeJ:t;, e!te circuito con!ta de la! !iguiente! pa rte!

• Generador de pul!o! de )ue!treo. • Bn$er!or l%gico.

• Bnterruptor anal%gico :!6itc3 -idireccional; controlado por pul!o!.

2. B)ple)ente el !i!te)a " pru-elo por parte!, $erificando el correcto funciona)iento de cada una de ella!.

• Generador de pul!o! de )ue!treo. :9er)inal # del <M&&&; • Bn$er!or l%gico. :9er)inal 2 del CD'0(;

• Bnterruptor anal%gico :!6itc3 -idireccional; controlado por pul!o!.

igura 1.'

#. Co)prue-e " analice el proce!o de )ue!treo para diferente! !eale! de entrada, co)en/ando con una !eal de tipo !enoidal Ve :t; de 1 K/. " una a)plitud pico a pico de 10 V.

'. ?i !e tienen !eale! con de)a!iado ruido in!erte lo! capacitore! electrol4tico! en a)-a! fuente! de $olta*e, co)o !e )ue!tra en la figura 1.&.

igura 1.&

&. Mida el rango de frecuencia! )4ni)o " )á=i)o de la !eal de !alida del generador de pul!o! $ariando el potenci%)etro P1.

(. Var4e la frecuencia de la !eal !enoidal a un $alor en el rango de #0K/ a &0K/ " o-!er$e el co)porta)iento !i)ultáneo de la! !eale! de entrada Ve :t; " de !alida VeJ:t;, a*u!te el $alor de frecuencia para o-tener un proce!o de )ue!treo eui$alente. :Alia!ing o ?eal de !alida ue no e! )ue!treada adecuada)ente de-ido a ue no !e to)an la! )ue!tra! nece!aria! para repre!entarla;.

+. Grafiue la! !eale! para cada punto " anote lo! rango! de funciona)iento de cada una de la! etapa!, e! ) u " i) po r ta n te lle g ar a u n a co n clu ! i% n p r á c t ic a d e po r u e c o n e!te tip o d e ci rc uito n o !e pu e d e ll e g ar a ) u e! tr e a r  ! e  a le! de c u a l ui er fr e cu e ncia o a)p lit ud .

L. Eetire la re!i!tencia E& de 0.2+KF ue e!tá conectada a la ter)inal 2 del !6itc3 anal%gico, "a ue afecta el co)porta)iento del circuito retenedor ue !e adicionará a la !alida del )ue!treador.

. Aada el circuito de la figura 1.( a la !alida del circuito de la figura 1.', el cual reali/ará la funci%n de retenci%n, ue repre!enta el !egundo proce!o ue !e de-e aplicar a la! !eale! anal%gica! para tran!for)arla! a en !eale! digitale!.

10. Anote lo! co)entario! en cuanto a la! for)a! o-tenida! a!4 co)o la! gráfica! corre!pondiente!, 3aciendo la! prue-a! ta)-in para di$er!o! tipo! de !eale!.

igura 1.(

!. R 

ESULTADOS Y CONCLUSIONES 

1. =pliue detallada)ente lo! pa!o! ue !e !iguen en el proce!o de )ue!treo peri%dico de una !eal anal%gica.

2. Bn$e!tigue el teore)a de N"ui!t " el concepto de Alia!ing " e=pliue la relaci%n ue tienen con re!pecto al )ue!treo de !eale! anal%gica!.

#. Cuál e! la frecuencia )á=i)a te%rica de la !eal anal%gica ue puede !er  )ue!treada con e!te !i!te)a, to)ando en cuenta la frecuencia de lo! pul!o! generado! por el circuito <M&&&. Para e!te pa!o !e de-en calcular lo! pará)etro! de funciona)iento del circuito " o-tener )ate)ática)ente el $alor.

'. Bndiue el tipo de retenedor e)pleado en la práctica :figura 1.(; " e=pliue !u funciona)iento a tra$! de la funci%n de tran!ferencia de dic3o circuito.

&. =pliue de )anera gráfica lo ue !uceder4a !i la frecuencia de )ue!treo e! ele$ada " la con!tante de tie)po EC del retenedor e! )a"or al periodo de )ue!treo 9.

". R 

EFERENCIAS BIBLIO#RFICAS 

1. ran8lin G., . Po6el .

Digital Control of D"na)ic ?"!"te)!  Addi!on He!le" Pu-li!3ing Co)pan"

1+& 2. ?)it3

Digital Co)puter Proce!! Control Bnte= ducational Pu-li!3er! 1+2

#. Cad/o6 ., Marten! .

Di!crete 9i)e and Co)puter Control ?"!te)! Prentice all Bnc.

1+0 '. Kuo

. C.

Digital Control ?"!te)!

olt Eine3ort and Hin!ton, Ne6 Yor8 1L0

PRACTICA No. 2:

Co$%&'*o' +$,-oo *+- */0'&o

1. I 

NTRODUCCIÓN 

n e!ta práctica !e !igue conociendo lo! concepto! -á!ico! ue aplican en el control digital para tal efecto !e reali/a un con$ertidor análogo digital di!creto.

2. O 

BJETIVO (COMPETENCIA)

• l alu)no con!truirá un con$ertidor anal%gico digital de apro=i)acione!

!uce!i$a! con ele)ento! di!creto!.

• l alu)no anali/ará la! caracter4!tica! de funciona)iento " $erificará lo!

cálculo! te%rico! con )edicione! !o-re el circuito.

• l alu)no generará la cur$a de cuanti/aci%n práctica.

3. F 

UNDAMENTO 

l pri)er proce!o ue !e reali/a dentro de un !i!te)a de control digital e! el proce!o de )ue!treo, el cual no! per)ite o-tener lo! $alore! di!creto! de la !eal anal%gica de entrada en lo! diferente! in!tante! indicado! por el periodo de )ue!treo, pero dic3o! $alore! !on a5n $alore! anal%gico! en a)plitud aunue di!creto! en tie)po " no !on directa)ente utili/a-le! por una co)putadora digital, por lo tanto e! nece!ario cuanti/ar dic3o! $alore! anal%gico! a tra$! de con$ertidore! anal%gico digitale! ue tran!for)an el $alor anal%gico de entrada a un c%digo -inario co)pati-le con lo! !i!te)a! digitale!.

n con$ertidor anal%gico digital :CAD; proce!a un $olta*e anal%gico de entrada " de!pu! de cierta cantidad de tie)po, deno)inado tie)po de con$er!i%n, produce un c%digo digital de !alida con un deter)inado n5)ero de -it!.

!te proce!o e!tá !u*eto a errore! de-ido al )todo de con$er!i%n, a lo! co)ponente! e)pleado! " a otra! fuente! e=terna! al proce!o.

l proce!o de con$er!i%n A@D general)ente e! )á! co)ple*o " tardado ue el proce!o de con$er!i%n D@A " para reali/arlo !e e)plean $ario! )todo! entre lo! ue pode)o! no)-rar apro=i)acione! !uce!i$a!, ra)pa digital,

ra)pa anal%gica, de ráfaga " do-le ra)pa co)o lo! )á! u!uale!.

l circuito i)ple)entado en la práctica reali/a la con$er!i%n por el )todo de apro=i)acione! !uce!i$a! en for)a anal%gica, e)pleando para ello circuito! co)paradore! de $olta*e, )alla! de re!i!tencia! e in$er!ore! l%gico!.

4. P 

ROCEDIMIENTO (DESCRIPCIÓN)

4.1 E 

QUIPO NECESARIO 

1 C.B. <M## Co)paradore! de $olta*e 1 C.B. CD'0( :MO?; Bn$er!or <%gico 1 9ran!i!tor C&'+ 2 Ee!i!tencia! de # KF a  H. # Ee!i!tencia! de 22 KF a  H. ' Ee!i!tencia! de 10 KF a  H. 1 Ee!i!tencia de &.( KF a  H. ' Ee!i!tencia! de 2.2 KF a  H. ' Ee!i!tencia! de 1KF a  H. 2 Potenci%)etro! de &0 KF ' <ed! 1 uente de $olta*e 1 Mult4)etro

4.2 M 

 ATERIAL DE APOYO 

?i)uladore! de circuito! electr%nico!

4.3 D

ESARROLLO DE LA PRCTICA

Desa((ollo$

1. Con!tru"a el circuito de la figura 2.1 ali)entándolo con un $olta*e apro=i)ado Vcc 7 10$. Dic3o $alor !erá )odificado atra$e! del procedi)iento del inci!o 2. 2. Var4e el $olta*e de entrada anal%gico Ve :t;, a tra$! del potenci%)etro P2,

para ue enciendan alguno! o todo! lo! led!. Eea*u!te el ni$el de la fuente de $olta*e VCC 3a!ta o-tener LV en la !alida de lo! in$er!ore! ue tienen encendido el led.

repre!enta el $alor de $olta*e )á=i)o de con$er!i%n " de-ido a ello, e!te $alor de-erá )antener!e fi*o durante el de!arrollo de la práctica, pue! la! )edicione! " a*u!te! po!teriore! !er4an incorrecto! !i dic3a fuente tu$iera una $ariaci%n.

'. A*u!te el $olta*e de referencia Vref en el e)i!or del tran!i!tor C&'+, a tra$! del potenci%)etro P1, 3a!ta o-tener ' V., lo ue repre!enta la )itad del $olta*e )á=i)o de con$er!i%n.

&. A*u!te el potenci%)etro P2 3a!ta o-tener un $olta*e de '.+ V en la entrada Ve :t; " co)prue-e ue el c%digo -inario en la! ' !alida! del circuito e! :1001;, ta)-in co)prue-e ue lo! $olta*e! en la! entrada!  positivas de los

co)paradore! !on ' V., ( V., & V. " '.& V., re!pecti$a)ente a partir del co)parador 1A. Anote la! po!i-le! $ariacione! de lo! ni$ele! de $olta*e, !i la! $ariacione! !on grande! entonce! e=i!te un error en el ar)ado del circuito.

(. Genere la cur$a de cuanti/aci%n :Ve :t; contra c%digo -inario; $ariando el potenci%)etro P2 de!de 0 V. 3a!ta L V., indicando en una ta-la el ni$el de $olta*e anal%gico de entrada Ve :t; " el corre!pondiente c%digo -inario proporcionado por el circuito.

+. aga una gráfica con la! cur$a! de cuanti/aci%n real e ideal " co)ente acerca de lo! errore! ue pre!enta el circuito con re!pecto a linealidad, e=actitud " errore! en el proce!o de con$er!i%n.

igura 2.1

!. R 

ESULTADOS Y CONCLUSIONES 

1. Eealice el análi!i! te%rico para o-tener lo! $olta*e! en la! entrada! po!iti$a! de lo! co)paradore! cuando !e de!ea con$ertir un $olta*e de 2. V. " proporcione lo! c%digo! -inario! ideale! para dic3o $alor.

2. ue rango de cuanti/aci%n " ue error )á=i)o tiene el con$ertidor  i)ple)entado.

#. ue tie)po total reuiere e!te !i!te)a para reali/ar la con$er!i%n. Con!ultar  )anuale! " anotar lo! tie)po! de re!pue!ta de cada uno de lo! circuito! ue

inter$ienen en el proce!o, calculando po!terior)ente el tie)po total de con$er!i%n.

'. ue tie)po reuerir4a un circuito !i)ilar al i)ple)entado !i la con$er!i%n !e reali/ara en L -it! " co)párelo con el tie)po de con$er!i%n de 2 con$ertidore! anal%gico digitale! co)erciale! de L -it!. Anote !u! co)entario! con re!pecto a e!ta co)paraci%n.

&. ?on iguale! o diferente! lo! tie)po! de con$er!i%n nece!ario! para con$ertir  lo! $olta*e! de 1.& V. " de &.# V., *u!tifiue !u re!pue!ta.

". R 

EFERENCIAS BIBLIO#RFICAS 

1. ran8lin G., . Po6el .

Digital Control of D"na)ic ?"!"te)!  Addi!on He!le" Pu-li!3ing Co)pan"

1+& 2. ?)it3

C. <.

Digital Co)puter Proce!! Control Bnte= ducational Pu-li!3er! 1+2

#. Cad/o6 ., Marten! .

Di!crete 9i)e and Co)puter Control ?"!te)! Prentice all Bnc.

1+0 '. Kuo

. C.

Digital Control ?"!te)!

olt Eine3ort and Hin!ton, Ne6 Yor8 1L0

PRACTICA No. 3:

Co$%&'*o' +$+-0o *+- $&'+*o

1. I 

NTRODUCCIÓN 

n e!ta práctica ade)á! de conocer un circuito integrado con el cual reali/ar  directa)ente la con$er!i%n anal%gica digital !e $erá una aplicaci%n real en la cual !e pueden utili/ar e!te conoci)iento.

2. O 

BJETIVO (COMPETENCIA)

•l alu)no co)pro-ará e=peri)ental)ente el funciona)iento del

con$ertidor anal%gico digital integrado ADC0L0' ue e)plea el )todo de con$er!i%n de apro=i)acione! !uce!i$a!.

•l alu)no con!truirá una interfa/ para )edir te)peratura, e)pleando

el ADC0L0' " el !en!or de te)peratura <M#&D.

3. F 

UNDAMENTO 

<o! con$ertidore! anal%gico! digitale! integrado! e)plean $ario! )todo! de con$er!i%n ue pre!entan diferente! caracter4!tica! $elocidad, preci!i%n, rango de $olta*e de entrada, n5)ero de -it!, rango de cuanti/aci%n " alguna! otra!. <a !elecci%n del tipo de con$ertidor anal%gico digital para una cierta aplicaci%n, depende de )uc3o! factore! ue 3a" ue deter)inar a partir del !i!te)a f4!ico.

n e!ta práctica !e co)pro-ará el funciona)iento del con$ertidor ADC0L0' " !e i)ple)entará un circuito para )edir te)peratura.

n la pri)era parte de la práctica !olo !e co)pro-ará el funciona)iento correcto del con$ertidor " por lo tanto el $olta*e de entrada Vin !e proporcionará a tra$! del potenci%)etro P1. n la !egunda parte el $olta*e Vin !e proporcionará a tra$! de un tran!ductor de te)peratura.

<a !eal de te)peratura ue !e $a a )edir de-e !en!ar!e a tra$! de un tran!ductor :!en!or de te)peratura;, el cual tran!for)a la te)peratura del !en!or a un $olta*e directa)ente proporcional " de!pu!, a tra$! de un acondicionador de !eal !e a*u!tan la! caracter4!tica! elctrica! :ni$el de $olta*e, corriente, i)pedancia, etc.;, para poder proce!ar la infor)aci%n anal%gica " con$ertirla a un c%digo -inario. !te proce!o !e repre!enta en la figura #.1.

igura #.1

l circuito tran!ductor utili/ado e! el !en!or de te)peratura <M#&D ue tiene un factor de e!cala de 10)V @ QC " ue acepta un rango de $olta*e de ali)entaci%n RV! de!de 'V 3a!ta 20V. n la figura #.2 !e )ue!tra !u repre!entaci%n e!ue)ática " !u diagra)a de cone=i%n con $i!ta inferior.

igura #.2

?e de!ea ue el !en!or pueda )edir una te)peratura de 0 C 3a!ta 100 C por  lo tanto !e tendrá un rango de $olta*e de 0V a 1000)V. De-ido a ue el con$ertidor !e e)pleará con un $olta*e de referencia )á=i)o de &V entonce! !e reuiere ue la !eal del !en!or !e a)plifiue & $ece! para o-tener un rango de 0V a &V, lo ue no! dará un c%digo -inario de !alida de 00000000 a 11111111 :0 a 2&&; de acuerdo a la! !iguiente relaci%n.

igura #.#

di$i!or de $olta*e ue de-e proporcionar la )itad del $olta*e )á=i)o de con$er!i%n, en e!te ca!o 2.&V.

4. P 

ROCEDIMIENTO (DESCRIPCIÓN)

4.1 E 

QUIPO NECESARIO 

1 ADC0L0' Con$ertidor Anal%gico Digital de Apro=i)acione! ?uce!i$a! 1 <M#&D ?en!or de te)peratura de preci!i%n

1 <M#&L A)plificador operacional de -a*a potencia 1 Ee!i!tencia de L2 F a  H. L Ee!i!tencia! de '+0 F a  H. 1 Ee!i!tencia de 1 K F a  H. ' Ee!i!tencia! de 10 K F a  H. 1 Ee!i!tencia de # K F a  H. 1 Ee!i!tencia de 100 a  H. 1 Potenci%)etro! de &0 K F 1 Capacitor de 1 I 2 Capacitor de 0.01 I 1 Capacitor de 220 p L <ed! 1 uente de $olta*e 1 Generador de uncione! 1 Mult4)etro 1 O!cilo!copio

4.2 M 

 ATERIAL DE APOYO 

?i)uladore! de circuito! electr%nico!

Desa((ollo$

1. B)ple)ente el circuito de la figura #.' :la referencia Vin indica el $olta*e anal%gico ue con$ertirá el ADC0L0';.

2. Verifiue ue en la ter)inal  !e tenga un $olta*e de 2.& V, el cual repre!enta la )itad del $olta*e )á=i)o de con$er!i%n " co)prue-e ue e=i!te una !eal de relo* en la ter)inal '.

#. Mida con el )ult4)etro el $olta*e en la ter)inal ( del ADC0L0', el cual repre!enta el $olta*e anal%gico de entrada Vin, ue de!ea)o! con$ertir a digital.

'. Vari el $olta*e anal%gico de entrada Vin, a tra$! del potenci%)etro P1, 3a!ta ue !olo e!t encendido el -it )eno! !ignificati$o :<?, pin 1L;, ue corre!ponde al $alor -inario 0000 0001.

&. Eegi!tre lo! $alore! del $olta*e Vin corre!pondiente! a lo! $alore! -inario! de la ta-la.

(. ?u!titu"a el potenci%)etro P1 por una !eal triangular con una frecuencia de 1/ :o )enor; con una a)plitud de &Vpp " con un off!et de 2.&V po!iti$o :la !eal de-e !er po!iti$a;. O-!er$e el co)porta)iento de lo! led! " anote !u! co)entario!.

+. Eepita la operaci%n para una !eal cuadrada " una !enoidal, toda! con el )i!)o ni$el de $olta*e " off!et.

9a-la #.1

L. ?u!titu"a el generador de funcione! por el circuito de la figura #.&, el cual proporcionará una !eal de $olta*e directa)ente proporcional a la te)peratura )edida por el !en!or <M#& con una ganancia de &.

igura #.&

. Eegi!tre el $alor -inario )o!trado en lo! led! :e!te $alor corre!ponde al $alor  de la te)peratura a)-iente; " deter)ine el $alor corre!pondiente en QC, utili/ando el factor de e!cala, !eg5n !e e=plica en la introducci%n.

10.9o)e & $alore! )á! de te)peratura de cualuier o-*eto " co)prue-e el co)porta)iento correcto del !en!or de te)peratura. Eeg4!trelo! " anote !u! co)entario!.

!. R 

ESULTADOS Y CONCLUSIONES 

1. !ando la ta-la o-tenida en el punto ' del de!arrollo, deter)ine el rango de cuanti/aci%n del con$ertidor, ue e! el $alor de $olta*e nece!ario para pro$ocar el ca)-io en un -it.

2. Deter)ine el rango de cuanti/aci%n te%rico " co)párelo con el $alor práctico, anote !u! co)entario!.

#. De acuerdo a la $ariaci%n de lo! led! cuando !e le aplica una !eal triangular  de -a*a frecuencia, !e puede decir ue el con$ertidor !e co)porta en for)a lineal o no lineal.

". R 

EFERENCIAS BIBLIO#RFICAS 

1. ran8lin G., . Po6el .

Digital Control of D"na)ic ?"!"te)!  Addi!on He!le" Pu-li!3ing Co)pan"

1+& 2. ?)it3

C. <.

Digital Co)puter Proce!! Control Bnte= ducational Pu-li!3er! 1+2

#. Cad/o6 ., Marten! .

Di!crete 9i)e and Co)puter Control ?"!te)! Prentice all Bnc.

1+0 '. Kuo

. C.

Digital Control ?"!te)!

olt Eine3ort and Hin!ton, Ne6 Yor8 1L0

Co$%&'*o' *+- +$+-0o $&'+*o.

1. I 

NTRODUCCIÓN 

l tra-a*o ue !e reali/ara !erá el proce!o in$er!o de el de la! 5lti)a! do! practica!, e!to e! i)portante "a ue cuando !e realice un control digital co)pleto lo! proce!o! de con$er!i%n digital anal%gica " $ice$er!a e!ta i)pl4cito! pero e! nece!ario ue lo! alu)no! cono/can de!de !u -a!e dic3o! proce!o! para poder  3acer un )e*or u!o de ello!.

2. O 

BJETIVO (COMPETENCIA)

• l alu)no co)pro-ará el funciona)iento de un con$ertidor digital anal%gico

integrado ue e)plea el )todo de con$er!i%n de red de e!calera E2E.

• l alu)no e)pleará el con$ertidor digital anal%gico MC1'0L para generar 

!eale! anal%gica! a partir de circuito! digitale!.

3. F 

UNDAMENTO 

n con$ertidor digital@anal%gico :CDA; e! un di!po!iti$o ue tran!for)a un dato -inario de SnS -it! en un $olta*e anal%gico V!:t;, el cual e! directa)ente proporcional a la entrada digital, la !alida general)ente !e o-tiene a tra$! de una corriente ue puede !er tran!for)ada po!terior)ente a $olta*e.

l $olta*e anal%gico o-tenido en la !alida tiene la caracter4!tica de no !er  continuo en a)plitud pue! !u $ariaci%n !e reali/a en e!calone! di!creto! de $olta*e de-ido a ue la entrada digital !olo tiene un n5)ero finito de co)-inacione! para TnU -it! con lo cual !e tendrán a la !alida 2n po!i-le! $alore! anal%gico! de $olta*e.

Para reali/ar lo! proce!o! de con$er!i%n D@A !e e)plean una !erie de )todo! ue general)ente inclu"en a)plificadore! operacionale! para !u)ar  $olta*e! o corriente! proporcionale! a cada uno de lo! -it! ue confor)an al n5)ero -inario de entrada, e! por e!o ue a e!to! )todo! !e le! deno)ina de corriente! o $olta*e! ponderado!.

!to! di!po!iti$o! de con$er!i%n D@A !e e)plean para interconectar a lo! !i!te)a! digitale! con lo! proce!o! reale! ue reuieren !eale! anal%gica! para !u funciona)iento.

l con$ertidor digital anal%gico integrado ue !e e)pleará en e!ta práctica e! el MC1'0L ue tiene un largo de pala-ra de L -it! " e)plea el )todo de con$er!i%n de red de e!calera E2E con !alida a tra$! de corriente.

n la práctica !e utili/ará un circuito contador -inario natural de L -it! ue proporcionará la entrada digital al con$ertidor " e!te generará una !eal ra)pa negati$a ue !e in$ertirá a tra$! de un a)plificador operacional con$ertidor de corriente a $olta*e.

4. P 

ROCEDIMIENTO (DESCRIPCIÓN)

4.1 E 

QUIPO NECESARIO 

1 C.B. MC1'0L Con$ertidor Digital Anal%gico. 1 C.B. +'<?##. 1 C.B. <M+'1. 1 Ee!i!tencia de '.+ KF a  H. 1 Ee!i!tencia! de 1 KF a  H. 1 Potenci%)etro de &0 KF. 1 Capacitor de 1 n. 1 uente -ipolar. 1 Generador de uncione! 1 O!cilo!copio.

 Agregue el )aterial adicional para i)ple)entar lo! di!eo!.

4.2 M 

 ATERIAL DE APOYO 

?i)uladore! de circuito! electr%nico!

4.3 D

ESARROLLO DE LA PRCTICA

Desa((ollo$

1. B)ple)ente el circuito de la figura '.1, o-!er$e ue lo! ni$ele! de $olta*e po!iti$o :R&V; " negati$o :12V; aplicado! al circuito !on de diferente ni$el.

2. <a !eal de relo* :ter)inal # del contador;, e! una !eal cuadrada de 10K/, &Vpp de a)plitud " no de-e tener parte negati$a. !to !e puede lograr  o-teniendo dic3a !eal de la !alida del generador de pul!o! 99< o de la !alida nor)al del generador de funcione! pero agregándole un off!et de 2.&V, para ue !ie)pre e!te !o-re el ni$el de tierra.

igura '.1

#. Prue-e el funciona)iento del circuito con una frecuencia de relo* de 10 K/ $erificando

• unciona)iento del contador -inario con!iderando ue el -it del pin 12 e! el

)eno! !ignificati$o.

• <a generaci%n de la !eal diente de !ierra po!iti$a en la ter)inal ( del

 A)plificador Operacional.

'. A*u!te el potenci%)etro P1 3a!ta tener una a)plitud de ' V de $olta*e pico, en la !eal diente de !ierra, co)o !e )ue!tra en la figura '.2, !i no !e logra alcan/ar el ni$el de $olta*e indicado, !u!titu"a la re!i!tencia de reali)entaci%n del operacional para lograr o-tener dic3o $alor 

igura '.2 !eal diente de !ierra

&. Di!ee o )odifiue el circuito de tal for)a ue el con$ertidor digital anal%gico genere una !eal e!calera co)o la )o!trada en la figura '.# con una frecuencia de 100 /. " un $olta*e pico a pico de ' V. Adicione 3ard6are !i e! nece!ario para lle$ar a ca-o la generaci%n de dic3a !eal.

igura '.# !eal e!calera

!. R 

ESULTADOS Y CONCLUSIONES 

1. =pliue el )todo de con$er!i%n D@A deno)inado red de e!calera E2E. 2. ! con!tante o $aria-le el tie)po de con$er!i%n del circuito para diferente!

$alore! de entrada digitale!.

#. ue rango de cuanti/aci%n tiene el con$ertidor u!ado con!iderando lo! l4)ite! de entrada digitale! " el $olta*e de !alida del circuito.

'. =pliue u $ariacione! !e de-en 3acer al circuito para generar una !eal triangular.

". R 

EFERENCIAS BIBLIO#RFICAS 

1. ran8lin G., . Po6el .

Digital Control of D"na)ic ?"!"te)!  Addi!on He!le" Pu-li!3ing Co)pan"

1+& 2. ?)it3

C. <.

Digital Co)puter Proce!! Control Bnte= ducational Pu-li!3er! 1+2

#. Cad/o6 ., Marten! .

Di!crete 9i)e and Co)puter Control ?"!te)! Prentice all Bnc.

1+0 '. Kuo

. C.

Digital Control ?"!te)!

olt Eine3ort and Hin!ton, Ne6 Yor8 1L0

PRACTICA No. !:

Co$%&'*o' +$+-0o *+- 0o$ '&'o+-&$+0$

1. I 

NTRODUCCIÓN 

n e!ta práctica !e tra-a*ara aun en un con$ertidor anal%gico digital co)o en la! pri)era! practica! pero a3ora con la diferencia de ue tene)o! una retroali)entaci%n.

 Al incluir e!te ele)ento de gran i)portancia pode)o! ir $i!uali/ando el e!ue)a final al reali/ar un control co)pleto de un !i!te)a "a ue !in la retroali)entaci%n !i)ple)ente no e=i!tir4a el control.

2. O 

BJETIVO (COMPETENCIA)

• Con!truir un con$ertidor anal%gico digital reali)entado, e)pleando un

con$ertidor digital anal%gico.

• Co)prender el funciona)iento de la! etapa! ue lo co)ponen.

3. F 

UNDAMENTO 

De entre lo! )todo! e)pleado! para reali/ar la con$er!i%n A@D, uno de lo! )á! co)une! e! el )todo de ra)pa digital, el cual e)plea un con$ertidor D@A ue tran!for)a el c%digo -inario de !alida de un contador en una ra)pa di!creta ue e! reali)entada 3acia la entrada del circuito " co)parada contra el $olta*e anal%gico de entrada ue !e de!ea con$ertir.

l circuito con!ta de un contador -inario a!cendente ue genera una cuenta -inaria con 2n co)-inacione! para SnS -it! de con$er!i%n, en la reali)entaci%n !e cuenta con un con$ertidor D@A ue con$ierte la cuenta -inaria en una ra)pa di!creta, la cual !erá in$ertida " a)plificada para acondicionarla al ni$el adecuado " de acuerdo a lo! rango! )á=i)o! del $olta*e de entrada ue !e $a a con$ertir.

 A tra$! de un co)parador !e deter)ina el in!tante en ue la ra)pa di!creta alcan/a al ni$el del $olt a*e de entrada anal%gico " produce un pul!o -a*o en !u !alida ue in3i-e a la co)puerta l%gica NAND e$itando ue la !eal de relo* llegue al circuito de conteo " por lo tanto, el contador digital !e detiene. l n5)ero digital pre!ente en lo! led! de !alida, repre!enta el n5)ero de pul!o! nece!ario! para ue la ra)pa digital alcance el $olta*e anal%gico de entrada " por lo tanto la con$er!i%n digital de dic3o $olta*e.

! i)portante 3acer notar ue una $e/ ue !e detiene el contador por la in3i-ici%n del relo*, el contador de-erá iniciali/ar!e para poder reali/ar otra con$er!i%n pue!to ue la ra)pa de-erá co)en/ar nue$a)ente de!de cero.

4. P 

ROCEDIMIENTO (DESCRIPCIÓN)

4.1 E 

QUIPO NECESARIO 

1 C.B. <M## Co)parador de Volta*e

1 C.B. MC1'0L Con$ertidor Digital Anal%gico 1 C.B. <M+'1 A)plificador Operacional

1 C.B. +'<?## Contador inario 1 C.B. +'<?00 Co)puerta NAND 12 Ee!i!tencia! de 1 KF a  H.

1 Ee!i!tencia de $alor definido por la ganancia del A)plificador Operacional :E'; apro=i)ada)ente '.+KF.

2 Potenci%)etro! de &0 KF. 1 Capacitor de 1 n.

1 Pu!3 utton nor)al)ente a-ierto L <ed!.

1 uente de $olta*e -ipolar. 1 Generador de uncione!. 1 O!cilo!copio.

?i)uladore! de circuito! electr%nico!

4.3 D

ESARROLLO DE LA PRCTICA

Desa((ollo$

1. B)ple)ente el circuito de la figura &.2.

2. Prue-e el funciona)iento del circuito por parte! co)en/ando a partir de la co)puerta NAND, para reali/ar e!ta! prue-a! eli)ine la cone=i%n entre el co)parador " la ter)inal 2 de la NAND, conecte la ter)inal 2 de la NAND a & V., " po!terior)ente co)prue-e

• <a operaci%n de la NAND co)o in$er!or.

• <a operaci%n correcta del contador en for)a a!cendente.

• <a generaci%n de la !eal ra)pa di!creta en la !alida del <M+'1, a*u!tando el

potenci%)etro P2 3a!ta o-tener una !eal ra)pa !in defor)acione!, el ni$el de $olta*e de e!ta !eal de-erá a*u!tar!e a tra$! de E' " P2 3a!ta o-tener  una !eal ra)pa po!iti$a con una a)plitud de 10 V.

• <a operaci%n del co)parador para diferente! ni$ele! de entrada en Ve

:potenci%)etro P1;, con!iderando un rango de 0 a 10 V.

• inal)ente reconecte la ter)inal 2 de la NAND a la !alida del co)prador.

#. Prue-e el funciona)iento total del circuito.

'. Genere la cur$a de cuanti/aci%n indicando el $alor del $olta*e de entrada anal%gico :Ve;, el c%digo -inario generado por el circuito " el c%digo te%rico. O-tenga 1( )edicione!.

&. De!pu! de to)ar cada lectura -orre la infor)aci%n de !alida acti$ando el ?H1.

(. Co)ente acerca de lo! errore! ue pre!enta el circuito en cuanto a linealidad, e=actitud " errore! del proce!o de con$er!i%n.

!. R 

ESULTADOS Y CONCLUSIONES 

1. Cuál e! el rango de cuanti/aci%n " el error )á=i)o ue puede pre!entar!e en e!te circuito.

2. ! con!tante el tie)po de con$er!i%n para cualuier $alor de $olta*e de entrada

#. Cuál e! el tie)po )4ni)o " el tie)po )á=i)o ue e)plear4a el !i!te)a de la figura &.2 para reali/ar la con$er!i%n.

'. Bndiue 2 for)a! con la! cuale! !e puede reducir el tie)po pro)edio de con$er!i%n del circuito.

&. ue !uceder4a !i el $olta*e de entrada fuera )a"or ue el $olta*e )á=i)o alcan/ado por la ra)pa di!creta.

(. ue pa!ar4a !i el $olta*e de entrada fuera una !eal !enoidal en lugar de !er  un $olta*e con!tante.

igura &.2

". R 

EFERENCIAS BIBLIO#RFICAS 

Digital Control of D"na)ic ?"!"te)!  Addi!on He!le" Pu-li!3ing Co)pan"

1+& 2. ?)it3

C. <.

Digital Co)puter Proce!! Control Bnte= ducational Pu-li!3er! 1+2

#. Cad/o6 ., Marten! .

Di!crete 9i)e and Co)puter Control ?"!te)! Prentice all Bnc.

1+0 '. Kuo

. C.

Digital Control ?"!te)!

olt Eine3ort and Hin!ton, Ne6 Yor8 1L0

PRACTICA No. ":

Co$+*o' $-+''oo.

1. I 

NTRODUCCIÓN 

!ta práctica no! introduce al u!o de el led inflarro*o " de c%)o en alg5n )o)ento pode)o! utili/arlo.

9al $e/ !ea una práctica !encilla pero e! de )uc3a utilidad " puede tener di$er!a! aplicacione! tanto en lo! diferente! pro"ecto! de cla!e! o en la $ida cotidiana.

2. O 

BJETIVO (COMPETENCIA)

• l alu)no i)ple)entará un di!po!iti$o de detecci%n " conteo 3aciendo

u!o de di!po!iti$o! e)i!ore! " receptore! de lu/ infrarro*a.

• l alu)no conocerá di!po!iti$o! opto electr%nico! ue !on e)pleado! en

!i!te)a! de control para detecci%n o ai!la)iento.

3. F 

UNDAMENTO 

<o! fototran!i!tore! al igual ue lo! diodo! de e)i!i%n BE !on di!po!iti$o! de e!tado !%lido ue operan )ediante un 3a/ de flu*o radiante, donde el diodo BE al !er polari/ado directa)ente radia energ4a en for)a de fotone! en una frecuencia dependiente del )aterial utili/ado en la fa-ricaci%n del di!po!iti$o, para el ca!o de la práctica, en el rango de la! frecuencia! de la lu/ infrarro*a. l fototran!i!tor ue !ir$e de receptor, e!tá for)ado por una uni%n pn colector -a!e, ue e! foto!en!iti$a en el rango de la! frecuencia! de la lu/ infrarro*a " a tra$! de la cual genera una corriente proporcional a la incidencia de lu/.

 Alguna! área! de aplicaci%n de lo! diodo! infrarro*o! " lo! fototran!i!tore! inclu"en lectura de tar*eta!, controle! de ilu)inaci%n, indicadore! de ni$el, ai!la)iento %ptico, !en!ore! de $elocidad, tele)etr4a, etc.

4. P 

ROCEDIMIENTO (DESCRIPCIÓN)

4.1 E 

QUIPO NECESARIO 

1 <ed BE. Diodo e)i!or de lu/ inflarro*a.

1 ototran!i!tor ?9L00& o MED#00 o P9##1C 1 C.B. +'<?0L Co)puerta l%gica AND

1 C.B. +'<?1' Bn$er!or ?c3i)t3 9rigger  1 C.B. +'<?#2 Co)puerta l%gica OE

2 C.B. +'<?'L Decodificador CD + !eg)ento! 1 C.B. +'<?## Contador digital de L -it!

2 Di!pla" de + !eg)ento! de cátodo co)5n 1 Ee!i!tencia de 100 F a  H

1 Ee!i!tencia de '+0 F a  H 1 Ee!i!tencia de 1 K F a  H 1 Ee!i!tencia de 10 K F a  H 1 ?6itc3 Pu!3 utton

1 uente de $olta*e 1 O!cilo!copio

Nota ?i !e di!pone de di!pla"! de + !eg)ento! de ánodo co)5n, entonce! !e pueden !u!tituir lo! C.B +'<?'L por C.B.

+'<?'+

4.2 M 

 ATERIAL DE APOYO 

?i)uladore! de circuito! electr%nico!

4.3 D

ESARROLLO DE LA PRCTICA

Desa((ollo$

1. Ar)e el circuito )o!trado en la figura (.1 ali)entándolo con un $olta*e de &Vcd. A!eg5re!e ue la orientaci%n del led BE e!te en l4nea directa con el fototran!i!tor " ue no e=i!ta ning5n ele)ento ue pudiera o-!truir el 3a/ de lu/ inflarro*a.

igura (.1

igura (.2

2. Co)prue-e ue la! cone=ione! del fototran!i!tor " de lo! di!pla" !on correcta! -a!ándo!e en lo! diagra)a! de la! figura! (.2 " (.#.

#. De!conecte la! l4nea! ue $an de la !alida del fototran!i!tor :colector; 3acia el pin & de la co)puerta +'<?1' " del pin ( de la )i!)a a la entrada de relo* del contador.

'. Conecte en la entrada del circuito contador una !eal de relo* digital con una frecuencia de &/ " co)prue-e el correcto funciona)iento del circuito.  Apliue una !eal de re!et.

&. Conecte de for)a directa la !alida del fototran!i!tor a la entrada del circuito contador.

(. tilice uno de lo! canale! del o!cilo!copio en acoplo de CD para $er la !alida del fototran!i!tor " a*u!te el tie)po por di$i!i%n del o!cilo!copio a un $alor  alrededor de &00)!. tili/ando una tar*eta o el dedo interru)pa el 3a/ infrarro*o en $aria! oca!ione! " o-!er$e " di-u*e la !eal de !alida del fototran!i!tor. 9a)-in co)ente !u! o-!er$acione! acerca del co)porta)iento de lo! di!pla"W!.

+. Ee!titu"a la co)puerta l%gica de )odo ue !e tenga el circuito original. Conecte lo! canale! del o!cilo!copio a la !alida del fototran!i!tor " a la !alida de la co)puerta :pin (;. Eepita el punto ( del de!arrollo o-!er$ando la! !eale! en lo! do! canale! del o!cilo!copio. No ol$ide anotar !u! co)entario! de lo o-!er$ado en el o!cilo!copio " del co)porta)iento del di!pla".

!. R 

ESULTADOS Y CONCLUSIONES 

1. n -a!e a !u! o-!er$acione! de la práctica, e=pliue cuál e! la funci%n del C.B. ?c3)itt 9rigger " !i e! po!i-le o)itirlo del di!eo.

2. De!cri-a el funciona)iento del fototran!i!tor " la regi%n de operaci%n en la ue !e encuentra al ca)-iar de e!tado.

#. De!cri-a en for)a detallada el funciona)iento del circuito " !ugiera alguna aplicaci%n práctica de e!te.

". R 

EFERENCIAS BIBLIO#RFICAS 

1. ran8lin G., . Po6el .

Digital Control of D"na)ic ?"!"te)!  Addi!on He!le" Pu-li!3ing Co)pan"

2. ?)it3 C. <.

Digital Co)puter Proce!! Control Bnte= ducational Pu-li!3er! 1+2

#. Cad/o6 ., Marten! .

Di!crete 9i)e and Co)puter Control ?"!te)! Prentice all Bnc.

1+0 '. Kuo

. C.

Digital Control ?"!te)!

olt Eine3ort and Hin!ton, Ne6 Yor8 1L0

PRACTICA No. 5:

Moo'&/ + 6+/o/

1. I 

NTRODUCCIÓN 

n e!ta práctica !e pondrá en e*ecuci%n $ario! de lo! conoci)iento! aduirido! a lo largo de la! cla!e! de todo el !e)e!tre.

n e!ta práctica controlare)o! un )otor a pa!o! el cual no! puede !er$ir para )uc3a! aplicacione! " al igual ue la practica anterior lo! pode)o! utili/ar para lo! pro"ecto! de la! diferente! a!ignatura!.

2. O 

BJETIVO (COMPETENCIA)

• Controlar la $elocidad, !entido de giro " po!ici%n angular de un )otor de

pa!o! e)pleando !i!te)a! de control digital.

3. F 

UNDAMENTO 

l )otor de pa!o! e! un di!po!iti$o capa/ de tran!for)ar pul!o! elctrico! digitale! en un )o$i)iento rotacional di!creto de !u e*e, por cada pul!o in!ertado el )otor gira un ángulo fi*o, e!ta-lecido por el n5)ero de -o-ina! del e!tator, el tipo de )otor " la !ecuencia de ali)entaci%n de dic3a! -o-ina!.

l ángulo de rotaci%n del e*e, e! directa)ente proporcional al n5)ero de pul!o! in!ertado! a la! -o-ina! " la $elocidad de rotaci%n e! dependiente de la frecuencia de dic3o! pul!o! .<o! )otore! por pa!o! !on !i)ple! de operar en una configuraci%n de la/o a-ierto " de-ido a !u ta)ao proporcionan un e=celente torue a -a*a $elocidad.

l re!ultado de e!te )o$i)iento e! un po!iciona)iento preci!o " confia-le "a ue 3a" una relaci%n directa entre el n5)ero de pul!o! in!ertado! " el ángulo de giro del )otor.

n lo! !i!te)a! de control )oderno !e pre!entan a )enudo )o$i)iento! de tipo incre)ental, por e!to lo! )otore! de pa!o! !e 3an con$ertido en ele)ento! de acci%n i)portante! " en la actualidad pode)o! encontrar e!to! )otore! en unidade! de di!co fle=i-le, unidade! de di!co duro, i)pre!ora!, en gran $ariedad de )áuina! 3erra)ienta! " !on di!po!iti$o! funda)entale! para proporcionar )o$i)iento a lo! ro-ot!.

n )otor de pa!o! puede !er co)parado con una !erie de electro)agneto! o !olenoide! di!pue!to! en c4rculo co)o !e )ue!tra en la figura +.2.

Cuando !e energi/an lo! electro)agneto! !ecuencial)ente, !e crea un ca)po )agntico ue oca!iona una reacci%n de orientaci%n del rotor con lo! polo! del electroi)án, lo cual 3ace girar al rotor en el !entido de la acti$aci%n de lo! ca)po! )agntico! 3a!ta alcan/ar una po!ici%n de alineaci%n con el ca)po )agntico generado, per)aneciendo en la po!ici%n de alineaci%n 3a!ta ue !e acti$e otro ca)po )agntico ad"acente.

!te tipo de )otore! tiene un ángulo de pa!o, el cual e!tá deter)inado por el fa-ricante " no! indica cual $a a !er el de!pla/a)iento angular del rotor al aplicarle un pul!o, lo! ángulo! de pa!o )á! co)une! $an de!de 0. X por pul!o 3a!ta 1& X por pul!o en lo! )otore! )á! !i)ple!.

n nue!tro ca!o el )otor utili/ado tiene un ángulo de pa!o de 1& Q por pul!o, e! decir ue e! nece!ario dar 2' pul!o! para tener una re$oluci%n co)pleta.

igura +.2

4. P 

ROCEDIMIENTO (DESCRIPCIÓN)

4.1 E 

QUIPO NECESARIO 

# Ee!i!tencia! de &( F a  H. # Diodo! 1N'001

# 9ran!i!tore! 9BP#1A 1 Motor de pa!o!.

le)ento! nece!ario! para la i)ple)entaci%n del di!eo. 1 uente de $olta*e.

1 O!cilo!copio.

4.2 M 

 ATERIAL DE APOYO 

?i)uladore! de circuito! electr%nico!

4.3 D

ESARROLLO DE LA PRCTICA

Desa((ollo$

+.# " conectarlo a la etapa de potencia del )otor de pa!o! figura +.', para 3acer girar al )otor de )anera continua.

Para la i)ple)entaci%n de e!te di!eo !e pueden u!ar circuito! !ecuenciale! indi$iduale! :lip  lop!; o circuito! integrado! de cualuier tipo.

igura +.#

2. B)ple)entar la etapa de potencia )o!trada en la figura +.', la cual !ir$e para proporcionar corriente a la! -o-ina! del )otor de pa!o! a partir de la! !eale! digitale! de -a*a potencia.

#. Modificar el circuito para ue el )otor gire !ola)ente una $uelta co)pleta :2' pul!o!; cuando !e le indiue a tra$! de una !eal de inicio.

'. ntregar la infor)aci%n corre!pondiente al di!eo, i)ple)entaci%n, )aterial " prue-a! reali/ada! !o-re lo! circuito! di!eado!.

igura +.'

!. R 

ESULTADOS Y CONCLUSIONES 

1. n for)a de -loue e=pliue lo! ele)ento! -á!ico! ue de-e tener un circuito de control ue per)ita al u!uario e!ta-lecer el n5)ero de pul!o! e!pec4fico ue de!ee 3acer girar al )otor, e!to e! lo! ele)ento! para con!truir un controlador de po!ici%n angular.

2. Bn$e!tigar en lo! )anuale! de circuito! integrado! lineale! de di$er!o! fa-ricante!, un circuito ue realice la funci%n de controlador de )otor de pa!o! e incluir en el reporte copia! de la! e!pecificacione!.

#. Bn$e!tigue lo! diferente! tipo! de )otore! de pa!o!, indicando !u! caracter4!tica! " !u for)a de funciona)iento.

". R 

EFERENCIAS BIBLIO#RFICAS 

1. ran8lin G., . Po6el .

Digital Control of D"na)ic ?"!"te)!  Addi!on He!le" Pu-li!3ing Co)pan"

1+& 2. ?)it3

C. <.

Digital Co)puter Proce!! Control Bnte= ducational Pu-li!3er! 1+2

#. Cad/o6 ., Marten! .

Di!crete 9i)e and Co)puter Control ?"!te)! Prentice all Bnc.

1+0 '. Kuo

. C.

Digital Control ?"!te)!

olt Eine3ort and Hin!ton, Ne6 Yor8 1L0

+ORMATO PARA LA ELABORACIÓN DE PRÁCTICAS

<a pre!ente gu4a nor)a lo! a!pecto! de for)a " contenido ue de-en acatar!e para la redacci%n " pre!entaci%n de lo! infor)e! de la! práctica!.

• <o! reporte! e!crito! de-en !er entregado! en el lugar, 3ora " fec3a

e!ta-lecido! para tal efecto.

,$- +o(.a/o de 0(esen/a*ión

− ?e pre!entará el tra-a*o 3ec3o por co)pleto en co)putadora. − l tipo de letra !erá arial " !u ta)ao 12.

− No !on $álida! nota! 3ec3a! a )ano ni papele! :copia! u otro!; pegado!

!o-re el reporte, a )eno! ue !e indiue lo contrario.

− l interlineado !erá 1.&.

− ?e de-en nu)erar la! 3o*a! en la e!uina inferior derec3a, $indo!e la

página en po!ici%n $ertical, independiente)ente !i la 3o*a e!tá i)pre!a 3ori/ontal)ente.

− l infor)e de-e tener una -uena pre!entaci%n en cuanto a orden "

li)pie/a.

− Cuide la redacci%n " la ortograf4a.

− !tructure el contenido, !te de-e !eguir una !ecuencia l%gica en la

e=po!ici%n de la! idea!.

− <a! f%r)ula! ue aparecen en el infor)e !e de-en nu)erar indicando

pri)ero el cap4tulo o !ecci%n a la ue pertenecen " de!pu! el n5)ero de la f%r)ula, tal co)o !e )ue!tra en el !iguiente e*e)plo

− 9odo lo

ue !ean e=pre!ione! gráfica! tale! co)o gráfico!, cur$a!, diagra)a!, e!ue)a! " foto! !erán deno)inado! -a*o el tr)ino de figura!.

− Eedacte en i)per!onal pretrito. Por e*e)plo !e )idi%, !e a*u!t%, !e

o-!er$%, etc. Eecuerde ue cuando e!cri-e el infor)e, todo lo reportado pertenece al pa!ado.

−  9oda! la! figura! de-en nu)erar!e !iguiendo la )i!)a e!tructura ue para

f%r)ula! " rotular!e de-a*o de la figura corre!pondiente co)o !e )ue!tra a continuaci%n

+ig1(a 2$,

− 9oda! la! ta-la! de-en nu)erar!e " rotular!e !o-re el -orde !uperior de la

ta-la en cue!ti%n, $a!e el !iguiente e*e)plo

Ta3la 2$,

9a-la <etra dentro de la ta-la en ta)ao 10

−  A cada figura o ta-la de-e 3acer!e referencia en el te=to, e! decir de-e !er 

citada " co)entada ante! de ue !ta apare/ca.

− ?i la ta-la e! )u" grande " no ca-e en una !ola página, 3a" do! opcione!.

a. Di!)inuir la letra " n5)ero! del contenido de la ta-la a un ta)ao acepta-le. -. ?eccionar la ta-la en diferente! página!. n e!te ca!o, la! !eccione! de la! página! !iguiente! de-en contener el )i!)o enca -e/ado ue la !ecci%n inicial. Note ue el enca-e/ado NO e! lo )i!)o ue el t4tulo de la ta-la.

?i la! !eccione! !iguiente! !e titulan con el )i!)o n5)ero de ta-la de-e indicar!e por e*e)plo

REPORTE DE PRÁCTICA#

Z9itulo de la Práctica[.

PRO+ESOR#

Bng. e!5! <eonel Arce Valde/.

ALUMNOS#

ZBntegrante! del uipo[.

Z<ugar " fec3a de entrega[.

Es/(1*/1(a del Re0o(/e

Po(/ada$

l alu)no de-e u!ar el for)ato de portada pre!entado anterior)ente, o el indicado por el catedrático.

5ndi*e$

l 4ndice !erá una li!ta de pala-ra! o fra!e! :\enca-e/ado!\; e indicadore! a!ociado! ue per)ite la u-icaci%n de dic3o! te)a! dentro del )aterial e=pue!to en la práctica a reali/ar. Nota <a! página! de la portada " el 4ndice no !e nu)eran.

P(6*/i*a$

Dentro de e!ta !ecci%n del reporte el alu)no de-erá incluir el no)-re de la práctica a!4 co)o !u o-*eti$o, e!ta infor)aci%n e!tá di!pue!ta en la !iguiente !ecci%n del for)ato.

In/(od1**ión$

?e trata de un peueo te=to ue introduce al lector al contenido del docu)ento. De!pu! de leer la introducci%n de-e uedar claro cuál fue el o-*eti$o del e=peri)ento " cuále! fueron lo! re!ultado! o-tenido!. !ta !ecci%n de-e !er -re$e " en ning5n ca!o de-e e=ceder una página.

Ma(*o Teó(i*o$

n e!te apartado !e pretende ue el alu)no realice una in$e!tigaci%n referente al te)a propue!to en la práctica, con el o-*eti$o de tener lo! conoci)iento! -á!ico! para reali/ar la práctica.

Desa((ollo$

n el de!arrollo de la práctica !e de-en pla!)ar toda! la! e$idencia!, tale! co)o procedi)iento! reali/ado!, operacione!, gráfico!, figura!, etc. <a! figura!,

for)ula! " gráfico! utili/ado! dentro del reporte de-en e!tar rotulado! en !u parte inferior o lateral en el ca!o de la! for)ula!, para a!4 facilitar !u referencia dentro de lo! e!crito!.

Res1l/ados$

Dentro de e!ta !ecci%n del reporte de práctica el alu)no conte!tara una !erie de pregunta! para a!4 co)pro-ar ue de $erdad reali/o la práctica " pre!ento cierto inter! en ella a!4 co)o en !u! re!ultado!. <a! pregunta! e!tán indicada! dentro de cada práctica " !e detallaran en la !iguiente !ecci%n de e!te for)ato.

! una !4nte!i! de lo! a!pecto! )á! rele$ante! tratado! en el análi!i! anterior. Al igual ue en el análi!i! de re!ultado!, la! conclu!ione! de-en -a!ar!e en 3ec3o! co)pro-ado! " ade)á! !e de-e integrar la! o-!er$acione! notada! en la reali/aci%n de la practica.

Bi3liog(a)7a$

!ta !ecci%n !e refiere a la o la! fuente! de con!ulta para la reali/aci%n de dic3a práctica, e!ta de-erá !er pre!entada confor)e la !iguiente nor)ali/aci%n, e*e)plo Z1[ a"t H., Ke))erl", . Análi!i! de Circuito! en Bngenier4a, &a ed., Mc Gra6ill Co., M=ico, 1#.